El Arco de San Lorenzo, ubicado en la calle Almendros Aguilar, poeta giennense del siglo XIX, fue reconstruido en el siglo XV; probablemente formaba parte de una antigua muralla de la ciudad, cuyo amplio adarve fue integrado como sacristía en la desaparecida iglesia de San Lorenzo, construida a finales del siglo XIII y principios de XIV.
A través del arco y subiendo una estrecha escalera se accede a la capilla, que está cubierta de bóveda de ladrillo, en cuyo centro hay un colgante de yesería del que engancha una lámpara votiva. Toda la pared de la capilla está cubierta por un zócalo de alicatado mudéjar de gran valor artístico. Sobre el altar hay un nicho de arco rebajado decorado con fina yesería mudéjar que recorre a manera de festón todos los paneles de azulejos. En los dos laterales de la entrada hay una inscripción en letra gótica que dice: “Esta capilla de Jesús Nazareno es.../...del Hospital de la Madre de Dios”.
En la capilla está enterrado Juan de Olid, secretario del condestable don Miguel Lucas de Iranzo. También en esta capilla fue bautizado en 1555 Maximiliano de Austria, hijo natural de Leopoldo de Austria (rector de Salamanca y obispo de Córdoba), que a su vez era también hijo ilegítimo (del emperador Maximiliano I de Habsburgo); por lo que Maximiliano estaba emparentado con los reyes de España (sobrino de Felipe "el Hermoso", primo de Carlos I -ambos ya fallecidos al nacer él- y primo segundo de Felipe II). La pequeña capilla sirvió de titular del cercano Hospital de la Madre de Dios, fundado en una casa aledaña en 1491 por don Luis de Torres, hijo del Condestable Iranzo, y estuvo bajo la advocación de Jesús Nazareno. Fue también capilla del primer Seminario Conciliar de Jaén, fundado en 1620. La tradición dice que aquí se veló el cadáver de Fernando IV “el Emplazado”(1285-1312), rey de Castilla y León, que murió en la ciudad de Jaén el 7 de septiembre de 1312. Poco tiempo antes ordenó ajusticiar a los hermanos Carvajales, despeñándolos desde el castillo de Martos. En el momento de morir, los dos caballeros emplazaron al rey a compadecer junto con ellos ante el Tribunal de Dios. A los pocos días del suceso el rey murió, de ahí el sobrenombre El Emplazado. El rey éstá enterrado en la Real Colegiata de San Hipólito de Córdoba.
A través de una pequeña puerta la escalera lleva a la segunda planta, estancia cubierta con una bóveda ojival con un arco decorado de yesería y nichos con alicatados mudéjares. Dejó de formar parte de la Iglesia de San Lorenzo cuando en 1825 la iglesia se derrumbó a causa de su abandono, quedando sólo en pie el Arco. La parroquia y el archivo se trasladaron a la iglesia de San Bartolomé, y su tesoro artístico se reparte entre San Bartolomé y la Merced. En el exterior del Arco, junto a su muro, fue fusilado el 17 de junio de 1811 por las tropas francesas el guerrillero Pedro del Alcalde, héroe giennense de la Guerra de la Independencia.
El 11 de octubre de 1877 (Gaceta del 20 de octubre) el Arco de San Lorenzo fue declarado Monumento Nacional, sálvandose así de la demolición que perseguían algunos representantes municipales, a la que hicieron frente un grupo de beneremitos gienenses desde 1867. Entre otros muchos visitantes por el Arco han pasado S.M. don Alfonso XIII (15-mayo-1904) y popular infanta Isabel (19-octubre-1915).
Entre 1936 y 1982 el Arco de San Lorenzo estuvo cerrado por su abandono. En 1969 la Dirección General de Bellas Artes encomendó su restauración, que estuvo dirigida por el arquitecto jiennense Luis Berges Roldán. Desde 1981 es la sede de la Asociación Amigos de San Antón, que se encarga de conservar el edificio, así como de organizar actividades culturales sobre temas de Jaén, que vienen celebrándose ininterrumpidamente desde 1982. Es la llamada "Obra cultural del Arco de San Lorenzo", en la que destacan los conocidos "Jueves del Arco", actividad cultural que da sentido práctico a este monumento de la ciudad de Jaén.